- 17 -
+ Bền với môi trường kiềm;
+ Bền nhiệt thấp;
+ Giản nở nhiệt lớn;
+ Giảm chất lượng mạnh khi bị ẩm.
f) Vật phẩm crômit: là vật phẩm chịu lửa chứa 80 ÷ 90 % crômit, 10 ÷ 12 %
manhêdit và 7 ÷ 10 % dumit.
+ Độ chịu nóng 1900oC;
+ Có tính trung hoà, bền với cả môi trường axit và môi trường kiềm;
+ Bền nhiệt thấp (3 ÷ 5 lần).
g) Vật phẩm crômit - ma nhêdit: là vật phẩm chịu lửa chứa 30 ÷ 70 % crômit và
70 ÷ 30 % manhêdit. Tính chất tương tự manhêdit nhưng chất lượng cao hơn.
h) Vật phẩm cacbon: Gồm các loại: cacbôrun, graphit, cacbon.
Vật phẩm cacbôrun: vật phẩm sản xuất từ bột SiC có chất dính kết là đất sét
chịu lửa và silicat sắt.
+ Độ chịu nóng cao, trên 2000oC;
+ Độ bền nhiệt cao;
+ Tính chống mài mòn và độ bền cơ học tốt;
+ Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt;
+ Khi nhiệt độ trên 1300oC dễ bị oxy hóa và bị kiềm ăn mòn.
Vật phẩm graphit: được sản xuất từ hỗn hợp 20 ÷ 60 % graphit, 30 ÷ 40 % đất
sét chịu lửa và 10 ÷ 40 % bột samôt.
+ Độ chịu nóng > 2000oC;
+ Độ bền nhiệt tốt;
+ Hệ số giản nở nhiệt nhỏ;
+ Dẫn nhiệt tốt;
+ Bền với môi trường xỉ và kim loại lỏng.
Vật phẩm cacbon: thành phần chủ yếu là cac bon, chứa 80 ÷ 90 %C.
+ Độ chịu nóng cao > 2500oC;
- 18 -
+ Độ bền nhiệt tốt;
+ Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt;
+ Hệ số giản nở nhiệt nhỏ.
i) Vật liệu cách nhiệt: Vật liệu cách nhiệt dùng trong lò luyện thép gồm hai
nhóm:
+ Vật liệu cách nhiệt thiên nhiên: điatômit, inphuđôrit, amiăng.
+ Vật liệu cách nhiệt nhân tạo: vật phẩm chịu lửa nhẹ, xỉ bông ...
Diatômit, inphuđôrit có thành phần chủ yếu là SiO2 nhưng có độ xốp rất lớn do
đó dẫn nhiệt kém, hệ số dẫn nhiệt ∼ 0,014 ÷ 0,06 W/m.độ.
Amiăng có thành phần chính là silicat manhê ngậm nước, hệ số dẫn nhiệt
khoảng 0,15 W/m.độ.
Vật phẩm chịu lửa nhẹ có thành phần tương tự các vật phẩm chịu lửa cùng loại
nhưng có độ xốp lớn ( 50 ÷ 80 %), do đó khối lượng thể tích bé (0,27 ÷ 1,3 kg/m3) và
dẫn nhiệt kém, hệ số dẫn nhiệt ∼ 0,11 ÷ 0,81 W/m.độ. Độ chịu nóng của vật phẩm
cách nhiệt thấp hơn độ chịu nóng của vật phẩm chịu lửa cùng loại. Xỉ bông được sản
xuất từ xỉ luyện kim ở dạng sợi, có độ xốp lớn, cách nhiệt và chịu nóng tốt.
j) Các thể gạch xây
Để xây các thiết bị luyện thép, người ta sử dụng các thể gạch chịu lửa và cách
nhiệt sản xuất theo hình dạng và kích thước tiêu chuẩn hóa. Trên hình 2.1 giới thiệu
một số thể gạch xây thông dụng.
Gạch thẳng: dùng để xây tường thẳng, đáy lò hoặc phối hợp với gạch vát xây
vòm và tường cong, kích thước phổ biến là 230x113x65.
Gạch vát nằm: dùng để xây tường cong hoặc vòm lò có chiều dày mỏng, kích
thước phổ biến là 230x113x65/55 hoặc 230x113x65/45
Gạch vát đứng: dùng để xây tường cong hoặc vòm lò có chiều dày lớn, kích
thước phổ biến là 230x113x65/55 hoặc 230x113x65/45.
Gạch chân vòm: dùng để xây chân vòm cong, kích thước phổ biến là
230x113x135/56/37.
- 19 -
Gạch vòm treo: dùng để xây vòm lò phẳng bằng móc treo, kích thước phổ biến
là 300x276x260/100/75/30.
Khi chọn gạch xây lò nên dùng các loại gạch tiêu chuẩn được chế tạo hàng loạt
và dễ kiếm. Trong trường hợp cần dùng các loại gạch phi tiêu chuẩn cũng nên đưa về
gần với dạng gạch tiêu chuẩn để việc chế tạo dễ dàng hơn.
2.2. Tính toán thành phần phối liệu khi đúc thép
Việc tính toán thành phần phối liệu khi luyện thép phụ thuộc rất lớn vào thiết bị
nấu và công nghệ nấu luyện
Đối với lò thổi, vấn đề cần giải quyết là đảm bảo thành phần, nhiệt độ gang
lỏng đưa vào lò và quá trình công nghệ thổi luyện, do đó việc tính toán phối liệu chủ
yếu là tính toán thành phần phối liệu khi nấu gang lỏng theo yêu cầu của lò chuyển.
a
b
c
d
c
a
b
d
c
b
a
e
d
c
b
a
e
c
b d
f
a) b)
a
c
b
d
c)
d) e) g)
Hình 2.1 Hình dạng và kích thước một số loại gạch quy chuẩn
a) Gạch thẳng b) Gạch vát nằm c) Gạch vát đứng
d) Gạch chân vòm e) Gạch vòm cầu g) Gạch vòm treo
a
- 20 -
Đối với lò Mactanh, lò điện hồ quang việc tính toán phối liệu chủ yếu là tính
toán thành phần kim loại trong phối liệu. Các bước tính toán theo trình tự sau:
+ Chọn phương pháp nấu: có hai phương pháp nấu là nấu không có giai đoạn
oxy hóa và nấu có giai đoạn oxy hóa. Việc lựa chọn phương pháp nấu căn cứ vào
nguồn nguyên vật liệu nấu và đặc điểm của thép cần nấu. Chọn phương pháp nấu
không có giai đoạn oxy hóa khi yêu cầu chất lượng thép không cao, khử P và S không
triệt để, nguyên vật liệu chủ yếu là vụn thép phế. Chọn phương pháp nấu có giai đoạn
oxy hóa khi yêu cầu chất lượng thép cao (lượng vật lẫn phi kim trong thép nhỏ, khử P
và S triệt để), nguồn nguyên vật liệu có nhiều gang.
+ Tính toán thành phần nguyên liệu kim loại: căn cứ để tính toán là thành
phần nguyên vật liệu sử dụng, lượng cháy hao các nguyên tố trong quá trình nấu luyện
và thành phần mác thép cần nấu.
Tỉ lệ cháy hao các nguyên tố khi nấu trong lò điện hồ quang bazơ cho ở bảng
2.15.
Bảng 2.15 Tỉ lệ cháy hao các nguyên tố khi nấu trong lò điện hồ quang bazơ
Nguyên tố Lượng cháy hao trong các giai đoạn (%)
Nấu chảy Oxy hóa Hoàn nguyên
Fe 2 ÷ 5 8 ÷ 10 -
Mn 50 ÷ 70 10 ÷ 15 -
Si 50 ÷ 75 80 - 50 15 ÷ 20
Cr 10 ÷ 5 10 ÷ 20 3 ÷ 2
P 50 ÷ 60 30 ÷ 40 -
S -
15 ÷ 20 75 ÷ 80
Thành phần mác thép cần nấu tra theo các sổ tay.
Khi tính toán phối liệu chủ yếu căn cứ vào thành phần cacbon, các nguyên tố
khác tính sau khi tính xong thành phần phối liệu, dựa vào sự cháy hao của chúng trong
từng giai đoạn mà điều chỉnh vào cuối giai đoạn hoàn nguyên (đối với Mn, Si... ) hoặc
- 21 -
tìm cách khử ở các giai đoạn (đối với P, S). Thường tính toán thành phần phối liệu
theo %C sau khi nấu chảy xong. Đối với phương pháp nấu không có giai đoạn oxy
hóa, ta tính toán sao cho khi nấu chảy xong %C nhỏ hơn giới hạn dước của mác thép
cần nấu. Đối với phương pháp nấu có giai đoạn oxy hóa, ta tính toán sao cho khi nấu
chảy xong %C phải lớn hơn giới hạn dước của mác thép cần nấu khoảng 0,3 ÷ 0,4 % .
Trong trường hợp nấu thép các bon cao thì giảm lượng các bon thấp hơn bình thường
một ít để dễ dàng cho việc khử P.
Hàm lượng cacbon trong thành phần phối liệu bằng tổng lượng cacbon trong
gang, thép vụn, phoi thép, hồi liệu. Khi tính toán thành phần phối liệu có thể dùng
phương pháp giải tích hoặc phương pháp chọn.
Khi dùng phương pháp giải tích, dùng hệ phương trình bậc nhất để tính toán.
Các phương trình được lập dựa trên cơ sở số nguyên tố được chọn làm căn cứ để tính
toán và tổng lượng mẻ liệu. Giả sử chọn hai nguyên tố tính toán thì số phương trình
lập được là ba phương trình, do đó chỉ được chọn ba ẩn số là tỉ lệ thành phần của ba
loại liệu. Nếu số loại vật liệu lớn hơn ba thì chọn trước tỉ lệ dùng một số loại. Sau khi
giải hệ phương trình bậc nhất, xác định được tỉ lệ các thành phần, tiến hành kiểm tra
hàm lượng các nguyên tố khác theo hàm lượng có trong mẻ liệu, tính toán lượng cần
khử hoặc đưa thêm vào trong giai đoạn oxy hóa hoặc giai đoạn hoàn nguyên để đạt
được hàm lượng yêu cầu.
Trong thực tế luyện thép người ta hay dùng phương pháp tính toán thành phần
phối liệu theo phương pháp chọn. Căn cứ vào tình hình nguyên vật liệu sẳn có và kinh
nghiệm nấu luyện, chọn trước thành phần mẻ liệu, thường người ta chọn như sau:
Đối với thép cacbon, chọn:
+ Sắt thép vụn (rẻo cán, rẻo rèn dập, rẻo tôn dày, ..) : 46 ÷ 50 %;
+ Phoi thép (phoi tiện, rẻo tôn mỏng, rẻo vụn ...) :15 ÷30%;
+ Gang luyện thép (hoặc gang đúc) ít P và S : 35 ÷20 %;
Hoặc:
+ Sắt thép vụn : 70 ÷ 90 %;
+ Gang luyện P và S trung bình : 35 ÷ 20 %;